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大田五中林克錣 第三节向心力的实例分析 1 汽车在平直轨道上行驶与转弯时有何不同 轨迹 平直轨道上汽车做直线运动 转弯时做曲线运动 动力学 直线运动受到的合力为零或者与速度在同一直线上 转弯时受到的合力与速度不在同一直线上 2 设汽车沿半径为r的水平圆形跑道匀速率行驶 若汽车与路面的动摩擦因数为 要使汽车不侧滑 则汽车行驶的最大速率是多少 1 潮湿路面或者路面有沙粒易出现交通事故 原因 2 急弯易出现交通事故 原因 思考与讨论 3 汽车以半径r 100m转弯 汽车质量为8 103kg 路面宽为l 7m 外沿比内沿高h 70cm 如果汽车转弯时的向心力只由重力和地面对汽车的支持力提供 汽车的速度应为多大 3 f合 f gf向 mv2 r由f合 f向得f g mv2 rf g mv2 r由牛顿第三定律可知 f压 f g mv2 r 思考与讨论 由上可知 汽车通过凸处的最高点和凹处的最低点 当汽车的速率不断增大时 路面受到的压力如何变化 根据牛顿第三定律 f压 fn 即 由上式可知 在凸处最高点 v增大时 f压减小 当时 f压 0 当时 汽车将脱离地面 发生危险 上述过程中汽车虽然不是做匀速圆周运动 但我们仍然使用了匀速圆周运动的公式 原因是向心力和向心加速度的关系是一种瞬时对应关系 即使是变速圆周运动 在某一瞬时 牛顿第二定律同样成立 因此 向心力公式照样适用 1 确定做圆周运动的物体为研究对象 2 确定圆周运动的轨道平面 圆心位置和半径 3 受力分析找出向心力 4 选择规律列方程求解 小结 2 解圆周运动问题的基本步骤 转弯问题 竖直平面的圆周运动 1 实例分析 课后探究 1 火车转弯时 如果内外轨道倾角设为 转弯半径为r 那么当轮缘与内 外轨都没有挤压时 火车的速度是v0
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